(57)【要約】【課題】生産コストを抑制しつつ、放電開始電圧の安定性を確保すると共に応答速度及び信頼性を向上させ、かつ高密度にプリント基板に実装可能なサージ吸収素子を提供する。【解決手段】サージ吸収素子を、その絶縁性基板２の面上における封止空間内に、金属性酸化皮膜３を介して、放電素子４を形成し、言わば、絶縁性基板、金属性酸化皮膜、及び放電素子の三層構造を有するようにして構成する。また、放電素子は、アース電極４２を、所定のスパークギャップ５を介して挟むようにして両側に２個の放電電極４１を配置して形成する。スパークギャップの形状は一般的な直線状としている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性基板（２）の面上の封止空間内に、金属性酸化皮膜（３）を介して、放電素子（４）を形成して成ることを特徴とするサージ吸収素子。
【請求項２】
放電素子（４）が、所定のスパークギャップ（５）をもって配設した少なくとも一対の放電電極（４１）から成るものであることを特徴とする請求項１記載のサージ吸収素子。
【請求項３】
サージ吸収素子の放電素子（４）に、放電電極（４１）と所定のスパークギャップ（５）をもったアース電極（４２）を配設したことを特徴とする請求項１又は２記載のサージ吸収素子。
【請求項４】
アース電極（４２）を挟んで、又はその周囲にスパークギャップ（５）をもって複数個の放電電極（４１）を形成配置したことを特徴とする請求項３記載のサージ吸収素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、サージ吸収素子に関し、特に、放電電極等を、金属性酸化皮膜を介して形成すると共に、１つのサージ吸収素子内で複数のサージ吸収回路を構成することによりプリント基板への高実装化が図れるサージ吸収素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電話機や通信機器等には、雷等の原因によりこれら機器類に進入する異常電圧等のサージから電子回路を保護し、機器破壊や動作障害を防止するために放電型のサージ吸収素子が取り付けられている。
【０００３】
近年はサージ吸収素子にも高密度、高実装化、軽薄短小化のニーズに伴い多機能なものが求められている。このニーズにより登場したのが、プリント基板にリード線無しに直接的に実装する、いわゆる面実装タイプのサージ吸収素子である。
【０００４】
この面実装タイプのサージ吸収素子は種々あり、例えば特許文献１に示すチップ型サージ吸収素子がある。このサージ吸収素子は、二つの絶縁基板を接合したものであり、接合界面にギャップを有するよう配置した対向電極と、対向電極と導通する絶縁基板の下端面に配置した一対のバンプ状の端子電極と、ギャップを覆うように形成した不活性ガスを封入した凹部とから構成している。
【０００５】
また、特許文献２に示すサージ吸収素子は、基板の同一平面上に、ギャップを有するように配置された一対の電極と、このギャップと電極との周辺を含み、前記基板の平面を覆う気密キャップと、一対の電極と基板裏面の電極とを導通する貫通孔とから構成している。
【特許文献１】特開平８−２３６２６０号公報（第３−５頁、第１図）
【特許文献２】特開平９−２２３５６３号公報（第２−３頁、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のサージ吸収素子は、所望の放電開始電圧や応答電圧の安定性の確保、又は応答速度を向上させる場合には、ギャップの形状を、例えばヤリ形、櫛形、これらの複合形とする必要があり、生産や品質管理の増加を招いていた。
【０００７】
また、特許文献２のサージ吸収素子は、電気抵抗の異なった電極をそれぞれ一対ずつ配置し、放電電流集中の防止による素子寿命の延命を図っているが、２種類の材質から形成する電極を素子内に配置するため、特許文献１のサージ吸収素子と同様に、生産や品質管理の増加を招いていた。
【０００８】
さらに、上記の何れのサージ吸収素子も、一対の端子による、いわゆる２端子構造であるため、同一素子内には１つのサージ吸収回路しか構築することができないものであった。このため、今後のプリント基板の高密度化、高実装化には対応し難いものであった。
【０００９】
そこで、本願発明は上記問題に鑑み為されたものであり、生産コストを抑制しつつ、安定した放電開始電圧の確保と応答速度をより向上さると共に高寿命化を可能とし、かつ高密度にプリント基板に実装可能なサージ吸収素子を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本願発明のサージ吸収素子は、以下のように構成している。
【００１１】
すなわち、絶縁性基板（２）の面上の封止空間内に、金属性酸化皮膜（３）を介して、放電素子（４）を形成して成ることを特徴としている。つまり、サージ吸収素子の封止空間内において、絶縁性基板（２）、金属性酸化皮膜（３）、及び放電素子（４）の三層構造を形成して成る。
【００１２】
また、放電素子（４）は、所定のスパークギャップ（５）をもって配設した少なくとも一対の放電電極（４１）から成るものであるが、放電電極（４１）と共に所定間隔のスパークギャップ（５）を介したアース電極（４２）を配設するようにしても良い。そして、スパークギャップ（５）の形状は一般的な直線状であれば良く、特に、ヤリ形状や櫛形状、等の複雑な形状の複合形にする必要はないが、適宜である。
【００１３】
さらに、上記のアース電極（４２）を、スパークギャップ（５）を介して挟むように又は囲むようにして複数個の放電電極（４１）を形成しても良い。
【００１４】
なお、特許請求の範囲の書類及び上記の課題を解決するための手段の欄で記載した括弧付き符号は、発明の構成の理解を容易にするため参考として図面符号を付記したもので、この図面上の形態に限定するものでないことはもちろんである。
【発明の効果】
【００１５】
本願発明のサージ吸収素子は、上述のように構成をしているため、以下の効果を発揮する。
【００１６】
まず、金属性酸化皮膜が金属と放電素子間において絶縁機能を有すると共に、所定の放電電圧では誘導体としての機能を奏する。
【００１７】
この金属性酸化皮膜の介在により、放電素子間の放電電圧のバラツキが減少して安定した放電開始電圧を確保することができ、その結果、放電電圧を低く設定できると共に応答速度がより向上することになる。さらには、放電素子の劣化をも防ぎサージ吸収素子の信頼性の向上（ディレーティング）を計っている。
【００１８】
また、放電電子のスパークギャップを介して対向する部分の形状を簡易な形状、例えば、直線状に形成すればよく、従来のようにヤリ形や櫛形等の複雑な形状にする必要がなく、コスト削減の効果を奏する。
【００１９】
さらに、放電素子の配置においては、アース電極を挟んで又はその周囲に複数個の放電電極を形成配置するようにしているため、三端子以上のサージ吸収回路を形成することも可能であり、今後のプリント基板の高密度化、高実装化にも容易に対応することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、本願発明にかかるサージ吸収素子の最良の実施形態について、図面に基づき詳細に説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１は実施例１のサージ吸収素子の一部切欠き外観斜視図であり、図２は実施例１のサージ吸収素子の一部切欠き分解斜視図であり、図３は図１のＡＡ線断面図（Ａ）と一部拡大断面図（Ｂ）である。
【００２２】
本実施例のサージ吸収素子１は、図１に示すように、絶縁性基板２（以下、「基板」と略称する。）と、該基板２の上面に成膜した金属性酸化皮膜３（以下、「酸化皮膜」と略称する。）と、該酸化皮膜３の上面に形成した放電素子４と、前記の放電素子４を含んだ基板２の上面側全体を覆い、かつ所定空間をもって気密に封止する封止ケース７と、から主に構成している。前記のように構成したサージ吸収素子１は、基板２の裏面側に形成する端子電極６を介してプリント基板（図示省略）に実装される。
【００２３】
基板２は、絶縁性材であるセラミック素材、具体的にはアルミナ、フォルステライト、ステアライトなどから適宜選択した矩形状の板体である。基板２の上面（図面上の表面）には、例えば、アルミ、銅、ニッケル、クロム、等の金属を蒸着等の従来技術により成膜させ、この金属膜の上表面を、例えば、硝酸溶液等により酸化させて、０．１〜１μｍ程度の酸化皮膜３を形成している。この酸化皮膜３は成膜した金属と後述する放電素子間において絶縁体として機能すると共に、放電開始の誘導体としても機能することとなる。これにより、サージ吸収素子１の放電電圧が低くなり、応答速度も速くなる。特に、応答速度は酸化皮膜３を放電素子形成に介しない従来品と比較すると１５〜２０％向上する。
【００２４】
また、基板２には所定間隔でその表裏面を貫通した４個の貫通孔（スルーホール）２１、２１、・・を穿孔している。これらの貫通孔２１の配置状態は、基板長手方向の一辺側の端部近傍に所定間隔で３個が配置され、対辺側の中央に１個を配置している。
【００２５】
放電素子４は、酸化皮膜３の上面に基板２の短手方向に互いに所定のスパークギャップ５をもって矩形状に３個形成している。また、放電素子４は、それぞれ所定位置の貫通孔２１を内部に取り込んだ外観を呈し、貫通孔２１を２個取り込んだ中央の放電素子４をアース電極４２とし、残りの両端側の２個を放電電極４１、４１とした、言わば三端子構造を構成している。つまり、放電されるサージは両端側の放電電極４１から中央のアース電極４２に流入することになる。これは、本実施例のサージ吸収素子１が、１個のサージ吸収素子で２個のサージ吸収素子の作用を有することになり、プリント基板に対する実装面積や実装工数が削減できることともなる。
【００２６】
なお、放電素子４は、ニッケル、銅、アルミ、タングステン、モリブデン、チタン等の導電性金属から適宜に選択するものであり、印刷、蒸着、貼付、エッチング、スパッタリング、フォトリソグラフィー、メッキ、又は手書き等の種々の既存技術により形成する。
【００２７】
放電素子４に取り込まれた形態となった各貫通孔２１は、その内周面２１ａに導通処理が施されている。また、基板裏面側の貫通孔２１の開口部は端子電極６により封止されている。なお、貫通孔２１の内周面２１ａ及び端子電極６も放電素子４と同様な導通性を有する金属から形成している。
【００２８】
封止ケース７は、基板２における放電素子４やスパークギャップ５を配設した側を、一定空間で覆う下方開放の矩形状の有底体であり、基板２と同様な絶縁性材で形成している。この封止ケース７は、基板２と略同じ外形に形成しており、外形と一致させた接着リング７１を介在させて互いに当接させ、接着リング７１の溶融により基板２と一体化させている。なお、封止ケース７の内部には従来同様に放電ガス（例えば、希ガス、Ａｒ、Ｎ２、Ｎｅ、Ｈｅ、Ｘｅ、ＣＯ２、これらの混合ガス、等の不活性ガスが主成分。）を充填している。
【００２９】
接着リング７１は、上述したように基板２と封止ケース７の間に介在させて熱処理により溶融させて固着させるもので、その材質はガラス素材及び熱可塑性樹脂材、などから適宜選択されるものである。本実施例では電気的特性を考慮してガラス素材を用いている。接着リング７１の材質や固着には本実施例に限らず、接着剤、加圧可塑材、熱硬化性材や、超音波溶着、振動溶着、等の既存の固着手段を用いても良い。また、接着リング７１をスクリーン印刷により直接的に基板上に配置形成するようにしても良い。
【実施例２】
【００３０】
実施例１のサージ吸収素子は、基板２の裏面側に配置形成する端子電極６の導通を貫通孔２１の内周面の導通体を介して行っているが、図４（Ａ）に示すように基板２の側面に導通路２２を形成して行うサージ吸収素子８としても良い。
【００３１】
また、封止ケース７は基板２と略同じ大きさとしているが、図４（Ｂ）に示すように放電電圧の設定によっては、放電電極４１とアース電極４２、スパークギャップ５の一部を封止する程度の大きさのサージ吸収素子９とすることも可能である。この場合においては、端子電極６により基板２の裏面側の貫通孔２１を封止する必要はない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施例１のサージ吸収素子の一部切欠き外観斜視図である。
【図２】実施例１のサージ吸収素子の一部切欠き分解斜視図である。
【図３】図１のＡＡ線断面図（Ａ）と一部拡大断面図（Ｂ）である。
【図４】実施例２のサージ吸収素子の変形例を示す一部切欠き斜視図（Ａ）、（Ｂ）である。
【符号の説明】
【００３３】
１  サージ吸収素子
２  基板
２１  貫通孔
２１ａ  内周面
２２  導通路
３  酸化皮膜
４  放電素子
４１  放電電極
４２  アース電極
５  スパークギャップ
６  端子電極
７  封止ケース
７１  接着リング
８  サージ吸収素子（実施例２）
９  サージ吸収素子（実施例２）
【図１】
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【図２】
2006004776.tif 000004
【図３】
2006004776.tif 000005
【図４】
2006004776.tif 000006